(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【背景技術】
【0002】
近年、半導体デバイスの高集積化・高密度化に伴い、回路の配線がますます微細化し、多層配線の層数も増加している。回路の微細化を図りながら多層配線を実現しようとすると、下側の層の表面凹凸を踏襲しながら段差がより大きくなるので、配線層数が増加するに従って、薄膜形成における段差形状に対する膜被覆性(ステップカバレッジ)が悪くなる。したがって、多層配線にするためには、このステップカバレッジを改善し、然るべき過程で平坦化処理しなければならない。また光リソグラフィの微細化とともに焦点深度が浅くなるため、半導体デバイスの表面の凹凸段差が焦点深度以下に収まるように半導体デバイス表面を平坦化処理する必要がある。
【0003】
従って、半導体デバイスの製造工程においては、半導体デバイス表面の平坦化技術がますます重要になっている。この平坦化技術のうち、最も重要な技術は、化学的機械研磨(CMP(Chemical Mechanical Polishing))である。この化学的機械的研磨は、研磨装置を用いて、シリカ(SiO
2)やセリア(CeO
2)等の砥粒を含んだ研磨液(スラリー)を研磨パッドに供給しつつ半導体ウエハなどの基板を研磨パッドに摺接させて研磨を行うものである。
【0004】
上述したCMPプロセスを行う研磨装置は、研磨パッドを有する研磨テーブルと、半導体ウエハ(基板)を保持するためのトップリング又は研磨ヘッド等と称される基板保持装置とを備えている。このような研磨装置を用いて半導体ウエハ(基板)の研磨を行う場合には、基板保持装置により半導体ウエハを保持しつつ、研磨液供給ノズルから研磨液(スラリー)を研磨パッドに供給し、半導体ウエハを研磨パッドの表面(研磨面)に対して所定の圧力で押圧する。このとき、研磨テーブルと基板保持装置とを回転させることにより半導体ウエハが研磨面に摺接し、半導体ウエハの表面が平坦かつ鏡面に研磨される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
研磨装置は、上述したように、研磨液供給ノズルから研磨パッド上に研磨液(スラリー)を供給しつつ研磨テーブルを回転させ、基板を研磨パッドに押圧することにより、基板を研磨するものであるため、研磨パッド上に供給されたスラリーのミストが周囲に飛散するという問題がある。また、基板の研磨後には研磨パッド上に純水等の洗浄液を供給しつつ研磨テーブルを回転させ、基板を研磨パッドに接触させることにより、水ポリッシングを行ったり、洗浄を行ったりするため、研磨パッド上に供給された洗浄液などのミストが周囲に飛散するという問題がある。このように研磨装置は、スラリーや洗浄液などのミストや水滴が飛散する環境にあるため、研磨装置の全体はハウジングによって覆われている。
【0007】
上述した研磨装置においては、研磨パッドは消耗品であるために定期的に交換が必要であり、またトップリングもメンブレン(弾性膜)やリテーナリング等の各種消耗品の交換が必要である。また、研磨装置は各種の精密な機器の集合体であるため、機器のメンテナンスが必須となる。そのため、研磨装置のハウジングには、開閉可能な外装扉が複数個設けられている。
【0008】
しかしながら、外装扉の内壁にはスラリーや洗浄液等が付着しているため、メンテナンスの際に外装扉を開閉するとスラリーや洗浄液等が飛び散り、作業者に付着したり、作業者の足下に落下して作業者の安全性を確保できないという問題点がある。
【0009】
本発明は、上述の事情に鑑みなされたもので、ハウジングの外装扉の内壁にスラリーや洗浄液等が付着することを防止することができる防水カバーを備えた研磨装置を提供することを目的とする。
また、本発明は、上記防水カバーの装着し忘れを防止することができるインターロック機構を備えた研磨装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0010】
上述の目的を達成するため、本発明の研磨装置は、基板を研磨テーブル上の研磨面に押圧して基板の研磨を行なう研磨部がハウジング内に収容された研磨装置であって、前記ハウジングの外装扉の内側に、装置外に取り外し可能な防水カバーを設け
、前記防水カバーは、前記ハウジングの側壁に形成された開口部を覆うように前記ハウジングの側壁に固定されている枠体に着脱可能に装着され、前記外装扉は、前記防水カバーが前記枠体に装着された状態で開閉可能に構成され、前記ハウジングの側壁に固定された支持部材に回転可能に支持されたインターロックレバーを有し、前記外装扉の内側への前記防水カバーの装着し忘れを防止するインターロック機構を備え、前記インターロック機構は、前記防水カバーの装着し忘れの状態では、前記インターロック用レバーが自重で回転して、前記インターロック用レバーの一部が前記外装扉側に向かって突出していることにより前記外装扉の閉じる動作を妨げ、前記インターロック用レバーは、前記防水カバーを装着していく際に防水カバーの下端に押されて回転し、前記外装扉側に向かって突出していた前記インターロック用レバーの一部が前記外装扉側から内側に引っ込むことにより前記外装扉の閉じる動作を許容することを特徴とする。
本発明によれば、ハウジングの外装扉の内側に防水カバーを設置したため、外装扉にスラリーや洗浄液等が付着することを防止することができる。したがって、外装扉の開閉時にスラリーや洗浄液等がハウジングの外へ漏出することを防止することができる。
本発明によれば、防水カバーの装着し忘れを防止するインターロック機構を設けたため、たとえ、メンテナンス時に防水カバーを取り外したとしても、メンテナンス後に防水カバーの装着し忘れがない。
本発明によれば、防水カバーの装着し忘れがある場合、インターロック用レバーの一部が突き出しているため、外装扉を閉じようとすると、外装扉の内壁の一部がインターロック用レバーの一部に当接してしまい、外装扉をこれ以上閉じることができない。
本発明によれば、防水カバーを装着していくと防水カバーの下端に押されてインターロック用レバーが回転し、外装扉側に向かって突出していたインターロック用レバーの一部が外装扉側から内側に引っ込むことにより、インターロック機構が解除された状態となり、外装扉を閉じることができる。
【0011】
本発明の好ましい態様によれば、前記防水カバーは、樹脂材の平板からなることを特徴とする。
本発明によれば、防水カバーは、矩形状等の平板からなり、塩化ビニール等の強度および耐薬品性に優れた樹脂材から構成されている。
【0012】
本発明の好ましい態様によれば、前記外装扉は、前記研磨部のメンテナンスが可能なように前記研磨部に対応した位置に設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【0017】
本発明は、以下に列挙する効果を奏する。
(1)ハウジングの外装扉の内側に防水カバーを設置したため、外装扉にスラリーや洗浄液等が付着することを防止することができる。したがって、外装扉の開閉時にスラリーや洗浄液等がハウジングの外へ漏出することを防止することができる。
(2)防水カバーの装着し忘れを防止するインターロック機構を設けたため、たとえ、メンテナンス時に防水カバーを取り外したとしても、メンテナンス後に防水カバーの装着し忘れがない。
【図面の簡単な説明】
【0018】
【
図1】
図1は、本発明に係る研磨装置の全体構成を示す模式的斜視図である。
【
図2】
図2は、ハウジング内に収容された研磨部の詳細構成を示す斜視図である。
【
図3】
図3は、ハウジングの要部を示す図であり、ハウジングに設けられた外装扉およびその周囲を示す斜視図である。
【
図4】
図4は、観音開き式の2枚の外装扉を取り外して、ハウジングの内部を見た状態を示す斜視図である。
【
図5】
図5は、
図4に示す防水カバーの端部を支持する支持部を示す斜視図である。
【
図6】
図6は、
図4に示す防水カバーの装着忘れを防止するインターロック機構を示す斜視図である。
【
図8】
図8は、インターロック機構が解除された状態を示す斜視図である。
【
図9】
図9は、防水カバーを枠体に装着する際に防水カバーの下端がインターロック用レバーの第1アームの上面に当接した状態を示す斜視図である。
【
図10】
図10は、防水カバーを枠体に装着する際に防水カバーを
図9に示す状態から更に下方にスライドさせた状態を示す斜視図である。
【
図11】
図11は、インターロック用レバーの第2アームが支持部材の切り欠きに収容されてインターロック機構が解除された状態(
図10に示す状態)のときに、外装扉を閉じた状態を示す平面図である。
【
図12】
図12は、インターロック用レバーの第2アームが突出していてインターロック機構が動作している状態(
図9に示す状態)のときに、外装扉を閉じようとした状態を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【0019】
以下、本発明に係る研磨装置の実施形態について
図1乃至
図12を参照して詳細に説明する。なお、
図1から
図12において、同一または相当する構成要素には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。
【0020】
図1は、本発明に係る研磨装置の全体構成を示す模式的斜視図である。
図1に示すように、研磨装置の全体は略直方体状のハウジング1によって覆われており、研磨装置の内部は外部環境とは隔離されている。研磨装置の一側端には、半導体ウエハ等の基板をストックするカセットを載置するロード/アンロード部2が設けられている。ロード/アンロード部2には、オープンカセット、SMIF(Standard Manufacturing Interface)ポッド、またはFOUP(Front Opening Unified Pod)を搭載することができる。ハウジング1の外側面には、ハウジング1内に収容された研磨部(後述する)をメンテナンスするための複数の外装扉3が設置されている。
【0021】
図2は、ハウジング1内に収容された研磨部20の詳細構成を示す斜視図である。
図2に示すように、研磨部20は、研磨テーブル21と、研磨対象物である半導体ウエハ等の基板Wを保持して研磨テーブル上の研磨パッドに押圧するトップリング30とを備えている。研磨テーブル21は、テーブル軸を介してその下方に配置される研磨テーブル回転モータ(図示せず)に連結されており、テーブル軸の回りに回転可能になっている。研磨テーブル21の上面には研磨パッド22が貼付されており、研磨パッド22の表面が基板Wを研磨する研磨面22aを構成している。研磨パッドには、ロデール社製のSUBA800、IC−1000、IC−1000/SUBA400(二層クロス)等が用いられている。SUBA800は繊維をウレタン樹脂で固めた不織布である。IC−1000は硬質の発泡ポリウレタンであり、その表面に多数の微細な孔を有したパッドであり、パーフォレートパッドとも呼ばれている。研磨テーブル21の上方には研磨液供給ノズル23が設置されており、この研磨液供給ノズル23によって研磨テーブル21上の研磨パッド22に研磨液(スラリー)が供給されるようになっている。
【0022】
トップリング30は、シャフト31に接続されており、シャフト31は、支持アーム32に対して上下動するようになっている。シャフト31の上下動により、支持アーム32に対してトップリング30の全体を上下動させ位置決めするようになっている。シャフト31は、研磨ヘッド回転モータ(図示せず)の駆動により回転するようになっている。シャフト31の回転により、トップリング30がシャフト31の回りに回転するようになっている。
【0023】
トップリング30は、その下面に半導体ウエハなどの基板Wを保持できるようになっている。支持アーム32はシャフト33を中心として旋回可能に構成されており、下面に基板Wを保持したトップリング30は、支持アーム32の旋回により基板の受取位置から研磨テーブル21の上方に移動可能になっている。トップリング30は、下面に基板Wを保持して基板Wを研磨パッド22の表面(研磨面)22aに押圧する。このとき、研磨テーブル21およびトップリング30をそれぞれ回転させ、研磨テーブル21の上方に設けられた研磨液供給ノズル23から研磨パッド22上に研磨液(スラリー)を供給する。研磨液には砥粒としてシリカ(SiO
2)やセリア(CeO
2)を含んだ研磨液が用いられる。このように、研磨液を研磨パッド22上に供給しつつ、基板Wを研磨パッド22に押圧して基板Wと研磨パッド22とを相対移動させて基板上の絶縁膜や金属膜等を研磨する。
【0024】
図2に示すように、研磨装置は、研磨パッド22をドレッシングするドレッシング装置35を備えている。ドレッシング装置35は、ドレッサアーム36と、ドレッサアーム36の先端に回転自在に取り付けられたドレッサ37と、ドレッサアーム36の他端に連結されるドレッサヘッド38とを備えている。ドレッサ37の下部はドレッシング部材37aにより構成され、ドレッシング部材37aは円形のドレッシング面を有しており、ドレッシング面には硬質な粒子が電着等により固定されている。この硬質な粒子としては、ダイヤモンド粒子やセラミック粒子などが挙げられる。ドレッサアーム36内には、図示しないモータが内蔵されており、このモータによってドレッサ37が回転するようになっている。ドレッサヘッド38はシャフト39により支持されている。
【0025】
研磨パッド22の研磨面22aをドレッシングするときは、研磨パッド22上にドレッシング液を供給しつつ研磨パッド22を回転させるとともに、モータによりドレッサ37を回転させ、次いで昇降機構によりドレッサ37を下降させ、ドレッサ37の下面のドレッシング部材37aを回転する研磨パッド22の研磨面に摺接させる。その状態で、ドレッサアーム36を揺動(スイング)させることにより、その先端に位置するドレッサ37は、研磨パッド22の研磨面の外周端から中心部まで横切るように移動することができる。この揺動動作により、ドレッシング部材37aは研磨パッド22の研磨面をその中心を含む全体に亘ってドレッシングすることができる。
【0026】
図2に示すように、研磨装置は、純水等の液体を研磨パッド22上に吹き付けて研磨パッド22上の異物を除去するアトマイザ40を備えている。アトマイザ40は、研磨パッド22の上方に配置され、研磨パッド22の表面(研磨面)22aと平行に研磨パッド22の略半径方向に延びるように配置されている。
【0027】
図2に示すように構成された研磨部20においては、研磨中においてはスラリー(研磨液)を研磨パッド22上に供給しつつ基板Wを研磨パッド22に押圧して基板Wの研磨がなされ、研磨後には純水等の洗浄液を研磨パッド22上に供給しつつ基板Wを研磨パッド22に接触させて基板Wの研磨パッド22上での洗浄がなされる。基板Wの洗浄後には、研磨パッド22の再生のためにドレッシング液を研磨パッド22上に供給しつつ研磨パッド22上のドレッシングがなされる。また、研磨パッド22上の異物を除去するために、アトマイザから液体が研磨パッド22に吹き付けられる。そのため、研磨部20においては、スラリー,洗浄液,ドレッシング液等が周囲に飛散し、これらスラリーや洗浄液等が外装扉3(
図1参照)の内壁にも飛散する。
【0028】
そこで、本発明は、外装扉3の内側に防水カバーを設けることにより、外装扉3の内壁にスラリーや洗浄液等の液体が付着することを防止している。
図3は、ハウジング1の要部を示す図であり、ハウジング1に設けられた外装扉3およびその周囲を示す斜視図である。
図3に示すように、
図2に示す研磨部20に対応したハウジング1の箇所には、4つの外装扉3が設置されている。4つの外装扉3は一側端においてヒンジ4によってハウジング1に固定されており、
図3に示す例においては、隣接する左右2枚の外装扉3,3は、それぞれ逆方向に回転して手前に開く観音開き式になっている。
【0029】
図4は、観音開き式の2枚の外装扉3,3を取り外して、ハウジング1の内部を見た状態を示す斜視図である。
図4に示すように、2枚の外装扉3,3を取り外すと、外装扉の内側が見えるようになり、
図4では研磨テーブル上の研磨パッド22,トップリングの支持アーム32,アトマイザ40等が見えている。ハウジング1の外装扉で覆われていた部分には矩形状の開口部5が形成されており、開口部5の下側半分を覆うように2枚の防水カバー6,7が設置されている。防水カバー6,7は、矩形状の2枚の平板からなり、塩化ビニール等の強度および耐薬品性に優れた樹脂材から構成されている。
図4においては、防水カバーは2枚に分割された例が示されているが、2枚の防水カバー6,7が一体化された1枚の防水カバーでもよい。防水カバー6,7の前面には、防水カバー6,7の着脱時に把持するための把手6a,7aが設けられている。
【0030】
図5は、
図4に示す防水カバーの端部を支持する支持部を示す斜視図である。
図5に示すように、防水カバー6の側端部はコ字形断面を有する垂直方向に延びる枠体8によって支持されている。枠体8はハウジング1の側壁に固定されている(図示せず)。防水カバー6の下端部は、同様にコ字形断面を有する水平方向に延びる枠体(図示せず)によって支持されている。したがって、防水カバー6は、枠体8の内側の溝8gに嵌め込んで下方にスライドさせることにより枠体8に装着でき、逆に、防水カバー6は上方にスライドさせて枠体8から取り外すことができる。防水カバー7も同様に枠体によって着脱可能に支持されている(図示せず)。なお、2枚の防水カバー6,7が隣接する合わせ目部分の背面側には、合わせ目部分を支持する支持板が設置されている(図示せず)。
【0031】
図4に示すように、研磨部20にある外装扉3の内側に防水カバー6,7を設けることにより、外装扉3の内壁にスラリーや洗浄液等が付着することが防止できる。
しかしながら、研磨部20のメンテナンス時に防水カバー6,7を装置外に取り外し、メンテナンスが完了したら防水カバー6,7を装着する必要があるが、防水カバー6,7を装着し忘れる場合がある。その場合には、次の研磨工程において外装扉3の内壁にスラリーや洗浄液等が付着してしまうことになる。
【0032】
そこで、本発明は、ハウジング1の開口部5に防水カバー6,7が装着されている場合には外装扉3を閉じることができるが、防水カバー6,7が装着されていない場合には外装扉3を閉じることができないようにし、防水カバー6,7の装着し忘れを防止するインターロック機構を設けている。
【0033】
図6は、
図4に示す防水カバー6,7の装着し忘れを防止するインターロック機構を示す斜視図である。
図7は、
図6の要部拡大図である。
図8は、インターロック機構が解除された状態を示す斜視図である。
図6に示すように、仮想線(二点鎖線)で示す防水カバー6の前方にはインターロック機構10が設置されている。
図6では、防水カバー6が実際には装着されていないときのインターロック機構10の状態を図示しているため、防水カバー6は仮想線(二点鎖線)で示している。
図6に示すように、インターロック機構10は、ハウジング1に形成された開口部5の周囲のハウジング側壁1aに取り付けられた支持部材11と、支持部材11に回転可能に支持されたインターロック用レバー12とから構成されている。
【0034】
図7に示すように、支持部材11は、防水カバー6の前方において防水カバー6と平行に延びていてハウジング側壁1aに取り付けられている取付部11aと、取付部11aから防水カバー6の反対側(防水カバー6の前方側)に折曲されてインターロック用レバー12を支持する支持部11bとを備えている。支持部11bは取付部11aに対して直交するように折曲されている。インターロック用レバー12は、概略L字状の形状を有し、支持部11bに設けられた支持軸11cに回転可能に支持されている。すなわち、支持軸11cは支持部11bの側面から突出するように設けられており、インターロック用レバー12は支持軸11cに嵌合されるとともに支持部11bの側面に接触することにより支持軸11cに回転可能に支持されている。支持軸11cには止め輪13が固定されており、インターロック用レバー12が支持軸11cから抜け落ちないように抜け止めがなされている。L字状のインターロック用レバー12は、前記支持軸11cによって支持されるとともに支持部11bに沿って延びている第1アーム12aと、第1アーム12aから90度折曲されて取付部11aと平行に延びている第2アーム12bとから構成されている。第2アーム12bには、樹脂材等からなる当て板15が貼着されている。
【0035】
一方、インターロック用レバー12の第1アーム12aの直上には、支持部11bの端部を切り起こすことにより形成されたストッパ14が設けられており、ストッパ14がインターロック用レバー12の第1アーム12aに当接することにより、インターロック用レバー12は
図7に示す状態から時計方向には回転できるが、反時計方向には回転できないようになっている。また、支持部11bには、インターロック用レバー12の第1アーム12aの上方に、ストッパ14と反対側で切り欠き16が形成されている。
【0036】
図6および
図7に示すように構成されたインターロック機構10において、防水カバー6を枠体8の内側の溝8g(
図5参照)に嵌め込んで防水カバー6を溝8gに沿って下方にスライドさせることにより防水カバー6を装着する際に、防水カバー6の下端はインターロック用レバー12の第1アーム12aの上面に当接する。防水カバー6の下端がインターロック用レバー12の第1アーム12aに当接した後に防水カバー6を更に下方にスライドさせていくと、インターロック用レバー12は矢印で示すように時計方向に回転し始める。インターロック用レバー12は防水カバー6の下降につれて時計方向の回転を続け、防水カバー6の枠体8への装着が完了する際には、
図8に示すように、インターロック用レバー12の第2アーム12bは切り欠き16内に収容されるようになる。なお、インターロック用レバー12は、防水カバー6を取り外すと第2アーム12bの自重で反時計方向に回転して
図7に示す状態に戻る。
【0037】
一方、防水カバー6の装着し忘れがあった場合には、インターロック用レバー12は回転することなく
図7に示す状態で留まる。したがって、外装扉3を閉じようとすると、
図7に示すように、インターロック用レバー12の第2アーム12bが外側に向かって突出しているため、外装扉3の内壁が第2アーム12bに当接してしまい、外装扉3を閉じることができない。すなわち、インターロック用レバー12の第2アーム12bは、防水カバー6を装着していない場合には外装扉3を閉じられないようにして防水カバー6の装着し忘れを防止するインターロック機構として機能する。
【0038】
図9乃至
図12は、防水カバーの装着し忘れを防止するインターロック機構10の動作を示す図である。
図9は、防水カバー6を枠体8に装着する際に防水カバー6の下端6Lがインターロック用レバー12の第1アーム12aの上面に当接した状態を示す斜視図である。
防水カバー6を枠体8の溝8g(
図5参照)に嵌め込んで防水カバー6を下方にスライドさせていくと、
図9に示すように、防水カバー6の下端6Lはインターロック用レバー12の第1アーム12aの上面に当接する。
【0039】
図10は、防水カバー6を枠体8に装着する際に防水カバー6を
図9に示す状態から更に下方にスライドさせた状態を示す斜視図である。
防水カバー6を
図9に示す状態から更に下方にスライドさせると、
図10に示すように、インターロック用レバー12は防水カバー6に押されて時計方向に回転し、第1アーム12aの上面のエッジ部12eが防水カバー6の前面に接触した状態になり、第2アーム12bは支持部材11に形成された切り欠き16に収容される。
【0040】
図11は、インターロック用レバー12の第2アーム12bが支持部材11の切り欠き16に収容され、第2アーム12bのインターロック機構が解除された状態(
図10に示す状態)のときに、外装扉3を閉じた状態を示す平面図である。
防水カバー6の装着が完了した場合、
図11に示すように、インターロック用レバー12の第2アーム12bが支持部材11の切り欠き16に収容されているため、第2アーム12bは内側に引っ込んだ状態にある。したがって、
図11に示すように、外装扉3を閉じてもインターロック用レバー12の第2アーム12bが外装扉3の内壁に接触することがない。
【0041】
図12は、インターロック用レバー12の第2アーム12bが突出していてインターロック機構が動作している状態(
図9に示す状態)のときに、外装扉3を閉じようとした状態を示す平面図である。
防水カバー6の枠体8の装着し忘れがある場合、
図12に示すように、インターロック用レバー12の第2アーム12bが支持部材11の切り欠き16に収容されないで突き出しているため、外装扉3を閉じようとすると、外装扉3の内壁の一部3aがインターロック用レバー12の第2アーム12bに当接してしまい、外装扉3をこれ以上閉じることができない。したがって、外装扉3は、
図12に示すように、半開きの状態となる。
【0042】
ハウジング1には、外装扉3が完全に閉じたことを検知して検知信号を研磨装置の制御部に送信する検知部(図示せず)が設けられており、研磨装置の制御部は、前記検知部から検知信号を受信しない限り研磨装置の研磨部20を作動させることがないように設定されている。したがって、防水カバーの装着し忘れがあった状態で研磨部20が研磨工程を開始することはない。
【0043】
これまで本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、その技術思想の範囲内において、種々の異なる形態で実施されてよいことは勿論である。